Авторы: Е. В. Иванова, А. А. Глотов, Ю. М. Денчик
Источник:
ФГБОУ ВО Сибирский государственный университет водного транспорта
В соответствии с Законом Российской Федерации О защите прав потребителей (ст. 7) и Постановлением Правительства Российской Федерации от 13 августа 1997 г. №1013 электрическая энергия подлежит обязательной сертификации по показателям качества электроэнергии, установленным директивными документами. Это значит, что каждая электроснабжающая организация наряду с лицензией на производство, передачу и распределение электроэнергии должна получить сертификат, удостоверяющий, что качество поставляемой ею энергии отвечает нормируемым значениям [1]. Качество электрической энергии тесно связано с надeжностью электроснабжения, поскольку нормальным установившимся ЭЭС является такой режим, при котором потребители получают электроэнергию бесперебойно в количестве, заранее согласованным с энергоснабжающей организацией, и нормированного качества (рисунок 1). Статья 542 Гражданского кодекса Российской Федерации требует поставлять электроэнергию, качество которой соответствует требованиям государственных стандартов и иных обязательных правил или договорам энергоснабжения [4].
Выполнению требований этих и других директивных документов в части качества электроэнергии, поставляемой потребителям, мешает в значительной мере и технический прогресс развития, происходящий в электроэнергетике. Наблюдается в ЭЭС эскалация (постепенное увеличение) электроприемников и электротехнологических процессов с нелинейными вольтамперными характеристиками. В связи с этим для нормализации отклонений между энергоснабжающей организацией потребителем ГОСТ Р 50397-92 [3] введен термин – качество функционирования технического средства: совокупность показателей технического средства, характеризующих его способность удовлетворять требованиям эксплуатации. Тем самым допускается определенный компромисс в договорных отношениях, основанный на учете характеристик питающей сети и приемников электроэнергии, которые характеризуются восприимчивостью к ЭМП и уровнем устойчивости к ЭМП. При неэффективном (утяжеленном) установившемся режиме ЭЭС (рисунок 1) в электрических сетях потребителей электроэнергии появляются кондуктивные низкочастотные ЭМП, которые отображают качество функционирования технических средств. В точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжений эти ЭМП характеризуют следующие признаки качества функционирования линий электропередачи [2]: – только при отсутствии этих помех соблюдаются условия нормированного технологического расхода электроэнергии на еe транспорт [1]; – при некачественной электроэнергии уменьшается коэффициент преобразования энергетического ресурса от 4 до 11% в следующих направлениях использования этого энергоносителя [2]; – электрокинетические процессы; – электролиз цветных металлов и химических элементов, а также и другие электрохимические и электрофизические процессы; – силовые процессы, из них двигательные процессы и процессы непосредственного воздействия.
Отражены характеристика и параметры этого режима ЭЭС при некачественной электроэнергии:
1. Неэффективный (утяжеленный) установившийся режим ЭЭС наступает при нарушениях условий функционирования нормального установившегося режима, которые представлены математическими моделями [6]. Характеризуется неэффективным использованием электрической энергии, утяжеленными условиями работы силовых элементов системы, вырабатывающих преобразующих, передающих и распределяющих электрическую энергию.
2. Параметрами рассматриваемого режима являются показатели КЭ, которые вызывают появления кондуктивных низкочастотных ЭМП и обусловлены изменением характеристик напряжения, относящихся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трeхфазных системах СЭС общего назначения.
3. Эти показатели КЭ представляются кондуктивными низкочастотными ЭМП, которые как случайные величины задаются функциями распределения. Параметрами распределения являются математические ожидания, средние квадратические отклонения и вероятности появления этих помех в течение времени интервала в одну неделю (ГОСТ 32144-2013).
В соответствии с теорией вероятностей и математической статистики случайная величина полностью характеризуется своей функцией распределения, т.е. может рассматриваться как заданная, если задана еe функция распределения. Кондуктивные низкочастотные ЭМП как параметры утяжеленного режима являются критериями качества функционирования технических средств в электроэнергетической системе и нарушения уровней ЭМС технических средств. Наиболее важные свойства кондуктивных низкочастотных ЭМП как критериев качества функционирования технических средств приводятся ниже.
Характеристика кондуктивной низкочастотной ЭМП, обусловленной нестандартными значениями i–го показателя КЭ:
1. Электромагнитная помеха является стохастической величиной, определяется путeм математической обработки методами теории производящей функции дискретного ряда распределения за расчeтный период, равный времени интервала в одну неделю, i–го показателя КЭ, имеющего как достоверные, так и не достоверные значения.
2. Электромагнитная помеха задаeтся функцией распределения, характеризуется математическим ожиданием, средним квадратическим отклонением и вероятностью появления за расчетный период.
3. Каналом распространения электромагнитной помехи является гальваническая связь. Эта помеха распространяется по силовым цепям линий электропередачи (провода ВЛ, жилы КЛ).
4. Кондуктивная низкочастотная ЭМП по отклонению частоты (f) является глобальным общественным параметром ЭМО, характеризует аварийный уровень ЭМС основного (силового) оборудования; распространяется одновременно по всем электрическим сетям ЭЭС.
5. Кондуктивные низкочастотные ЭМП, обусловленные нарушениями показателей КЭ [7], являются локальными параметрами ЭМО, наблюдаются в отдельных электрических сетях, на подстанциях и клеммах электроприeмников; характеризуют недопустимые уровни ЭМС технических средств.
6. Кондуктивная низкочастотная ЭМП является параметром неэффективного (утяжеленного) режима ЭЭС по i–му показателю КЭ.
7. Кондуктивная низкочастотная ЭМП характеризует нарушение уровня ЭМС технических средств i–му свойству электроэнергии.
1. Денчик, Ю. М. Повышение качества функционирования линий электропередачи / Г. В. Ситников, Г. А. Данилов, Ю. М. Денчик, М. Н. Иванов; под ред. В. П. Горелова, В. Г. Сальникова. – Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2013 г. – 559 с.
2. Иванова, Е. В. Кондуктивные электромагнитные помехи в электроэнергетических системах / Е.В. Иванова; под ред. В.П. Горелова, Н.Н.Лизалека. – Новосибирск: Новосиб. гос., 2006 г. – 432 с.
3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. – М.: СПО ОРГРЭС, 2003. – 172 с.
4. Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в сетях 6-10 кВ / Е. В. Иванова, А. А. Руппель; под ред. В. П. Горелова. – Омск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2004 г. –284 с.
5. Хрущев, Ю. В. Управление движением генераторов в динамических перехода энергосистем / Ю. В. Хрущев. – Томск: STT, 2001 г. – 310 с.
6. Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии/ А. А. Герасименко, В. Т. Федин. – 2-е изд. – Ростов н/Д. Феникс, 2008 г. – 715 с.
7. ГОСТ 32144-2013. Международный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость механических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения (EN 50160: 2010, NEQ). – М.: Стандартинформ, 2014 г. – 16 с.